1、第一章 纖維的分類及發展 第一節 纖維及其分類一、纖維定義與要求二、纖維的分類與命名1天然纖維2化學纖維3其他分類纖維纖維(What is a fiber?)長寬比在103倍以上、粗細為幾微米到上百微米的柔軟細長體，有連續長絲和短纖之分。 Large length to width ratio紡織纖維長度達到數十毫米以上具有一定的強度、一定的可撓曲性和一定的服用性能，可以生產紡織制品的纖維。 Small enough to be flexible 纖維的基本性能(1)一定的長度和長度整齊度；(2)一定的細度和細度均勻度；(3)一定的強度和模量；(4)一定的延伸性和彈性；(5)一定的抱合力和摩擦

2、力；(6)一定的吸濕性和染色性；(7)一定的化學穩定性。對于特殊用途的紡織纖維，還應具備一些特殊的要求，如阻燃、抗菌等。 表1-1 主要天然纖維的來源分類與名稱 分類定義組成物質纖維來源植物纖維取自于植物種子、莖、韌皮、葉或果實上獲得的纖維主要組成物質為纖維素，并含有少量木質素、半纖維素等，含量比隨纖維的不同而不同種子纖維：取自植物種子表面的單細胞纖維，如棉及彩色棉和轉基因棉等纖維；韌皮纖維：取自植物韌皮中的纖維，如苧麻、亞麻、大麻、黃麻、紅麻、羅布麻、苘麻等；葉纖維：取自植物葉子的纖維，如劍麻、蕉麻、菠蘿葉纖維、香蕉莖纖維等；果實纖維：取自植物果實的纖維，如木棉、椰子纖維；竹纖維：取自竹類莖

3、桿的纖維，如竹子纖維。動物纖維取自于動物的毛發或分泌液的纖維主要組成物質為蛋白質，但蛋白質的化學組成有較大差異毛纖維：取自動物的毛發，由角蛋白組成的多細胞結構的纖維，如綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、駝羊毛、兔毛、牦牛毛、馬海毛、羽絨、野生駱馬毛、變性羊毛、細化羊毛等；絲纖維：指由昆蟲的絲腺分泌物形成的纖維，如桑蠶絲、柞蠶絲、蓖麻蠶絲、木署蠶絲、天蠶絲、樗蠶絲、柳蠶絲、蜘蛛絲等。礦物纖維從纖維狀結構的礦物巖石獲得的纖維二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂等各類石棉，如溫石棉、青石棉、蛇紋石棉等第二節 各類常用纖維簡介一、天然纖維素纖維棉棉纖維的生長發育 棉纖維是由胚珠(即將來的棉籽)表皮壁上的細胞伸長加厚

4、而成的。一個細胞長成一根纖維.Cotton: seed hair obtained from the boll of the cotton plant 4000 fibers/seed, max 20,000 fibers/seed250,000 fibers/boll圖1-1 不同來源棉種纖維的截面示意圖 按品種分類 長度(mm) 細度(dtex) 強度(km)陸地棉(細絨棉) 2333 1.432.22 2125海島棉(長絨棉) 3345 1.21.4 30亞洲棉(粗絨棉) 1524 2.54.0 12棉花的初加工 (P36) 棉花的初加工也叫軋棉或軋花初加工的目的是使籽棉上的纖維（俗稱衣

5、分）和棉籽分離,除去棉籽和部分雜質。 籽棉皮棉（軋花廠的稱呼） 籽棉原棉（紡紗廠的稱呼）按棉花的初加工分類皮輥棉鋸齒棉按纖維色澤分類(creamy white to gray)白棉彩色棉（遺傳育種）黃棉灰棉棉纖維的形態結構和品質正常生長的棉纖維形態結構 截面：腰圓形，有中腔(kidney-bean shaped with a lumen)縱向：天然轉曲the twists reverse in direction along the length 根據成熟度可把棉纖維分為： 成熟、未成熟、完全未成熟（死纖維）、過成熟及完全成熟棉。未成熟 成熟 過成熟 實際形狀 圖1-2 棉纖維成熟度的理論幾何

6、圖示 成熟度指標成熟系數：指棉纖維中斷截面恢復成圓 形后相應于雙層壁厚與外徑之比的標定值成熟度指標及測試方法 式中：M-棉纖維成熟度系數； -棉纖維壁厚； D -棉纖維截面復圓后的直徑。 成熟度測試方法：中腔胞壁對比法NaOH膨脹法偏振光棉纖維的成熟度與紡紗工藝、成品質量的關系成熟度高的棉纖維能經受打擊，易清除雜質；吸濕較低，彈性較好，加捻效率較低；在加工過程中飛花和落棉少，成品制成率高；吸色性好，織物染色均勻。成熟度中等的棉纖維，由于纖維較細，成紗強度高。細絨棉的M在1.5 2.0為成熟纖維，一般紡紗用的M在1.7 1.8為最佳；未成熟的M2.0；死纖維M0.7，完全不成熟纖維M0，完全成熟

7、纖維M5.0。長絨棉在1.7 2.5為成熟棉，理想的紡用M在2.0左右 木棉（a）開裂木棉果實（b）纖維表面 圖1-3木棉纖維果實及纖維形態圖表1-3 部分麻纖維的化學組成名稱纖維素（%）半纖維素（%）果膠（%）木質素（%）其它（%）單纖維細度（m）單纖維長度(mm)苧麻65 7514 164 50.8 1.56.5 1430 4020 250亞麻70 8012 151.4 5.72.5 55.5 912 1717 25黃麻57 6014 171.0 1.210 131.4 3.515 181.5 5紅麻525815181.11.311191.5318 272 6大麻67785.516.10.

8、82.52.93.35.415 1715 25羅布麻40.8215.4613.2812.1422.117 2320 25麻纖維的初加工目的：去除非纖維類物質的加工，主要是膠質物質。根據脫膠程度不同，分為全脫膠：膠質全部脫去，纖維呈單根狀態，如苧麻半脫膠：僅脫去部分膠質，束狀纖維，如亞麻、黃麻等脫膠的方法主要有微生物脫膠黃紅麻：剝皮法麻株鮮剝鮮皮（或晾干后的干皮）選麻扎把天然浸漚洗麻晾干整理分級打包成件。 帶桿法鮮麻株（或晾干后的麻株）選麻成捆天然浸漚壓麻剝洗曬干、整理分級打包成件 亞麻化學脫膠苧麻：生苧麻高壓高溫堿煮脫膠浸酸中和清洗脫水給油烘干單纖維苧麻 麻纖維的主要性能指標長度細度外觀強伸性

9、能主要特性吸濕散濕好（舒適性好）強伸性、剛性大（織物有刺癢感）彈性差（織物易起皺）挺、爽、透氣 3葉纖維劍麻濕強比干強高耐海水腐蝕性強，適用于作船用纜繩和網具。蕉麻用途與劍麻同4竹纖維浙江的毛竹長度：1.3 3.1mm 性能與麻接近，吸濕性好二、天然蛋白質纖維1綿羊毛2特種動物纖維3絲纖維羊毛的生長和獲得羊毛由羊皮膚上的細胞生長而成。 不均勻成簇生長 毛叢（導向毛，簇生毛） 羊毛的獲得 抓毛：散毛 剪毛：毛被，套毛洗毛： 原毛 洗凈毛 （a）套毛及去除部位 1、綿羊毛羊毛纖維的結構與形態羊毛纖維的結構：（沿纖維徑向分為三層） 鱗片層：保護、光澤、縮絨 皮質層：羊毛主體、雙側結構 髓質層：細羊毛

10、無髓質層羊毛纖維的形態截面：近似圓形或橢圓形縱向：有天然卷曲、表面覆蓋鱗片Morphology羊毛結構與形態分類1按組織結構1、 絨毛（無髓毛）細絨毛：彎曲最多，細度均勻，d30mm， 制造精紡呢絨、羊毛衫的主要原料。粗絨毛：長度和細度都比較均勻， d3052.5mm 2、 發毛（有髓毛）細剛毛：卷曲甚少或不明顯，粗直，光澤強，d=52.575mm；制造長毛絨織物的優良原料。粗剛毛：纖維粗直，無彎曲，長度較長，d75mm；制造地毯的優良原料，手感粗硬，無卷曲，紡織利用價值低于絨毛，剛性較大，并有耐壓縮彈性。 3、 兩型毛：介于絨毛和發毛之間，或介于有髓毛和無髓毛之間的中間型羊毛。在同一根羊毛上

11、同時具有絨毛和發毛的特征，有斷斷續續的髓質層，纖維有明顯的粗細不勻。4、 死毛： 除鱗片層外，幾乎全是髓質層的毛纖維。纖維粗短剛直，脆弱易斷，色澤枯白，不易染色，沒有紡織利用價值。分類2按毛被上的纖維類型1、同質毛在整個毛被上的各個毛叢，都由一種粗細類型的毛纖維所組成。毛叢內部的纖維粗細、長短和彎曲基本一致。品質較好。2、異質毛在整個毛被的各個毛叢，由兩種以上不同類型的羊毛所組成。多數有毛辮結構（細絨毛、粗絨毛、發毛、死毛）山羊絨通過抓、梳獲得的鱗片為環狀，完整性好，緊貼毛干，手感柔軟滑糯。細度：14m 16m ，是動物纖維中最細的。絲纖維是指蠶吐絲而得到的天然蛋白質纖維。分類（品種）： 1、

12、家蠶絲：桑蠶絲； 2、野蠶絲：柞蠶絲Tussah silk 、蓖麻蠶絲、木薯蠶絲等蠶的發育與蠶繭的形成 蠶的發育 經過卵、幼蟲、蛹和成蟲（蛾）四個階段 蠶繭的形成繭的形成 ：由外里 分三層繭衣（外層）：蠶吐絲時，最初吐出的凌亂的絲縷，成為繭的蓬松外廓。（絲縷細，強度差，絲膠含量多，絹紡原料）繭層（中層）：繭衣里面，絲縷繞成絲圈，結構緊密，排列規則，是絲的主體。（絲較粗，強力好）蛹（內層）： 吐絲將近終了時疊合成的疏松層。（絲最細，發脆，絲膠含量少，絹紡原料）蠶絲細度分布不勻 外層:中層:內層1.1:1.5:0.8蠶繭 蠶絲由蠶體內兩個絹絲腺分泌的絲液凝固而成。蠶體分泌的絲液有兩種：絲素：位于蠶

13、絲中間部分絲膠：包覆在絲素外面一根蠶絲（繭絲）由兩根絲素和包覆在外的絲膠組成。蠶絲的初加工工藝：剝繭選繭煮繭繅絲復整 繅絲 精練 復整 蠶繭 生絲 熟絲 絲絞繅絲繅絲是將幾根繭絲順序抽出依靠絲膠抱合膠著成絲束的過程。繅得的絲束稱生絲；經過精練脫膠后稱熟絲。蠶繭的工藝加工 剝繭選繭煮繭繅絲復整 蠶絲的形態結構橫截面：不規則橢圓形，兩個絲素，外包絲膠(The two are called brins held together by sericin (gum or silk glue).Wild silk worms produce ribbon-like silk fibers縱向：平直光滑化學

14、纖維概述1884年，制造出世界上第一種化學纖維硝酸纖維1905年，第一種工業化生產的化學纖 維粘膠纖維1939年，美國杜邦公司開發出第一種合成纖維尼龍66（nylon 66）我國化學纖維從 50 年代開始發展迅速化學纖維三、再生纖維1再生纖維素纖維：棉漿粘膠、竹漿粘膠、高濕模量粘膠、日本的虎木棉（polynosic）、Modal、富強纖維、Tencel、Lyocell、強力粘膠纖維2再生蛋白質纖維共混紡絲（高再生蛋白質含量）蛋白質與其他高聚物進行接枝共聚（低再生蛋白質含量） 四、普通合成纖維1滌綸2錦綸3腈綸4丙綸5維綸6氯綸類別化學名稱代號國內商品名國外商品名單體聚酯類纖維聚對苯二甲酸乙二酯

15、PET或PES滌綸特麗綸，達克綸，帝特綸，拉芙桑對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯，乙二醇或環氧乙烷聚對苯二甲酸環已基-1，4二甲酯柯臺爾(Kodel)對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯，環乙烷二甲醇-1，4聚對羥基苯甲酸乙二酯榮輝，A-Tell對羥基苯甲酸，環氧乙烷聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯，丁二醇聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT對苯二甲酸，丙二醇聚酰胺類纖維脂肪族聚酰胺-6PA-6錦綸-6尼龍-6，卡普綸，貝綸己內酰胺聚酰胺-66PA-66錦綸-66尼龍-66，阿尼特己二酸，己二胺聚酰胺1010錦綸1010尼龍1010癸二胺，癸二酸聚酰胺-4PA-4錦綸-4尼龍4丁內酰胺脂環族錦

16、環綸凱納雙-(對氨基環己基)甲烷，12二酸聚烯烴纖維聚丙烯纖維PP丙綸梅拉克綸，帕綸丙烯聚乙烯纖維PE乙綸乙烯聚乙烯醇縮甲醛纖維PVAL維綸維尼綸，庫拉綸，維納爾醋酸乙烯酯聚乙烯醇縮丁醛纖維PVB聚乙烯醇一氯乙烯接枝共聚纖維維氯綸柯泰綸，BE纖維氯乙烯，醋酸乙烯聚氯乙烯纖維PVC氯綸羅維爾，帝維綸，天美綸氯乙烯氯化聚氯乙烯(過氯乙烯)纖維過氯綸合氯林，配采氯乙烯氯乙烯與偏二氯乙烯共聚纖維PVDC偏氯綸沙綸氯乙烯，偏二氯乙烯聚四氟乙烯纖維PTFE氟綸特氟綸四氟乙烯聚丙烯腈纖維(丙烯腈與15%以下的其它單體的共聚物纖維)PAN腈綸奧綸，阿克列綸，克列絲綸，開司米綸，考妥，齊沸綸丙烯腈及丙烯酸甲酯或

17、醋酸乙烯，苯乙烯磺酸鈉，甲基丙烯磺酸鈉改性聚丙烯腈纖維(指丙烯腈與多量第二單體的共聚物纖維)MAC腈氯綸卡耐卡綸，達耐爾，維縈N丙烯腈，氯乙烯沙尼夫，維列爾(Verel)丙烯腈，偏二氯乙烯表1- 7常用合成纖維的名稱及代號五、差別化纖維1基本定義與獲得方法指在原來纖維組成的基礎上進行物理或化學改性處理，使性狀獲得一定程度改善的纖維。2差別化纖維變形絲異形纖維復合纖維超細纖維高收縮纖維易染色纖維吸水吸濕纖維混纖絲超細纖維(a)(b)圖1- 7分裂剝離法(a)和溶解去除法(b)示意圖復合纖維：由兩種及兩種以上聚合物，或具有不同性質的同一聚合物，經復合紡絲法紡制成的化學纖維。分并列型、皮芯型和海島芯

18、等。（P59）六、功能性纖維1抗靜電和導電纖維2蓄熱纖維和遠紅外纖維3防紫外線纖維4阻燃纖維5光導纖維6彈性纖維7抗菌防臭纖維8變色纖維9香味纖維10相變纖維圖1- 8芳綸纖維的應用領域示意圖二、化學纖維制造概述1紡絲融體或紡絲液的制備2化學纖維的紡絲成形3化學纖維的一般后整理 化學纖維的制造化學纖維制造過程：成纖高聚物的提純或聚合紡絲液的制備紡絲后加工1. 紡絲液的制備 熔體法 熔融溫度分解溫度 如：滌綸、錦綸、丙綸、乙綸。 溶液法 熔融溫度分解溫度 如：粘膠纖維、醋酯纖維、腈綸、 氯綸、維綸。 2. 紡絲 紡絲熔體或紡絲液用計量泵定量供料通過噴絲孔后凝固成絲條的過程稱為紡絲。噴絲孔噴出的絲條稱為初生纖維。紡絲剛紡出來的絲稱為初生纖維。初生纖維的內部結構不穩定，強度低、伸長大、彈性差，不具有紡紗價值。根據紡絲液不同可分